JP2004250785A - 電解処理装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に大面積の基板であっても、基板被処理面の全面に亘る電界分布をより均一にしたり、基板の被処理面に沿って流れるめっき液の該被処理面全面に亘る流速をより均一に制御したりできるようにして、例えば電解めっき装置にあっては、めっき膜の膜厚の面内均一性をより高めることができるようにする。
【解決手段】 基板を保持する基板保持部３６と、基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極８８と、基板保持部３６で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極９８と、基板保持部３６で保持した基板Ｗと第２の電極９８との間に配置される高抵抗構造体１１０と、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域内に該高抵抗構造体１１０の側方から電解液を注入する電解液注入部１０４と、第１の電極８８と第２の電極９８との間に電圧を印加する電源１１４を有する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、電解処理装置及び基板処理装置に係り、特に半導体基板に形成された微細配線パターン（窪み）に銅（Ｃｕ）等の金属を埋込んで配線を形成する電解めっき装置に使用される電解処理装置、及び湿式エッチング装置や湿式洗浄装置等の湿式プロセス全般に使用される基板処理装置に関する。本発明の基板処理装置は、例えば水中でレーザ光を収束させて露光することで解像度を高めるようにした、いわゆる液浸タイプの露光装置にも使用される。

近年、半導体基板上に配線回路を形成するための金属材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形成される。この銅配線を形成する方法としては、ＣＶＤ、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するようにしている。

図３２は、この種の銅配線基板Ｗの製造例を工程順に示すもので、先ず、図３２（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ_２からなる酸化膜２を堆積し、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成する。

そして、図３２（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、半導体基材１のコンタクトホール３及び配線溝４内に銅を充填するとともに、酸化膜２上に銅膜６を堆積する。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、酸化膜２上の銅膜６及びバリア層５を除去して、コンタクトホール３及び配線溝４内に充填させた銅膜６の表面と酸化膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図３２（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。

また、一般に、半導体装置の製造に際しては、前述の電解めっきを含め、例えば基板の表面に成膜乃至付着した不要な金属膜を、エッチング液を用いて除去する湿式エッチングや、基板の表面に付着したパーティクル等を純水や薬液を用いて除去する湿式洗浄等の種々の湿式プロセスが行われる。
更に、屈折率が空気よりも１．４４倍高い水中で光を結像させることによって、空気中で露光した場合よりも開口数ＮＡを大きくして解像度を高めるようにした、いわゆる液浸タイプの露光装置の開発が進められている。

ところで、ＬＳＩ用の半導体ウェーハや液晶基板は、年々大面積となる傾向にあり、これに伴って、基板の表面に電解めっきによってめっき膜を形成するにあたって、めっき膜の膜厚のバラツキが問題となってきている。つまり、基板に陰極電位を与えるために、基板に予め形成した導電層の周縁部に電極との接点を設けているが、基板の面積が大きくなると、基板の周辺の接点から基板中央までの導電層の電気抵抗が大きくなり、基板面内で電位差が生じてめっき速度に差が出て、めっき膜の膜厚のバラツキに繋がってしまう。

つまり、基板表面に電解めっきを施すには、基板の表面に導電層を形成し、基板の外周近傍の導電層を該導電層に陰極電位を与えるための接点に接触させ、一方基板に対向する位置にアノードを設置してアノードとカソードとなる基板との間にめっき液を満たし、アノードと基板（カソード）間にめっき電流を流すことで基板の導電層上にめっきを行うのであるが、大面積の基板の場合、基板の外周近傍の接点から基板中央までの導電層の電気抵抗が大きくなり、基板面内で電位差が生じ、ひいては各部のめっき速度に差が生じてしまう。

これを防止するため、基板とアノードとの間に、例えばめっき液を保持する保水性材料からなるめっき液含浸材を配置し、このめっき液含浸材に保持されるめっき液によって、基板とアノードとの間のめっき液による抵抗値を上げることで、基板被処理面の全面に亘る電界分布をより均一にするようにしたものが提案されている。しかしながら、この種のめっき装置にあっては、例えばめっき液含浸材の内部を延びるめっき液導入チューブの存在等によって、局部的に電界の乱れが生じ易く、この局部的な電界の乱れを是正したり、新鮮で組成が調整されためっき液を基板表面に供給したりすることが一般に困難である。

また、表面（被処理面）を下向きにして基板を保持し、この表面（下面）にめっきを行うようにした、いわゆるフェースダウン方式を採用した電解めっき装置は、一般に基板の中央部に向けて流れるめっき液の噴流（上昇流）を形成し、この噴流に乗っためっき液が基板の中央部に衝突し、しかる後、基板の表面に沿って該基板の直径方向の外方に向けて流れることで、基板の表面にめっきを行うようにしている。このため、この基板の表面に沿って流れるめっき液の流速が、基板の中央部と周縁部で異なり、特に大面積の基板にあっては、この速度差が大きくなって、これによっても、めっき性能に差異が生じて、めっき膜の膜厚のバラツキに繋がってしまう。しかも、噴流には、めっき浴内に存在する泡が巻き込まれることが多く、問題となっていた。

一方、湿式プロセス、例えば、エッチング液中に基板を浸漬させて基板表面のエッチングを行う浸漬式エッチング等の液浸プロセスにあっては、表面（被処理面）を上向きにして基板を保持し、この表面（上面）にエッチング液を供給し保持してエッチングを行うようにした、いわゆるフェースアップ方式を採用したエッチング等のプロセスを行うことが一般に困難で、基板は、一般に表面を上向きにして保持・搬送されて各種処理が施されるため、浸漬式エッチング等の液浸プロセスを行う際には、基板を一々１８０゜反転させる必要があった。
更に、前述の液浸タイプの露光装置にあっても、例えば光学系を劣化させる気泡を水中に生じさせないようにした状態で露光することが望まれており、このための処置が一般に困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、特に大面積の基板であっても、基板被処理面の全面に亘る電界分布をより均一にしたり、基板の被処理面に沿って流れるめっき液の該被処理面全面に亘る流速をより均一に制御したりできるようにして、例えば電解めっき装置にあっては、めっき膜の膜厚の面内均一性をより高めることができるようにした電解処理装置、及び表面を上向きにして保持した基板の表面に、純水や薬液等の液体（処理液）を均一に、しかも泡の混入なしに供給して保持できるようにした基板処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極との間に配置される高抵抗構造体と、前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域内に該高抵抗構造体の側方から電解液を注入する電解液注入部と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置である。

このように、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体が対向する領域内に該高抵抗構造体の側方から電解液を注入することにより、高抵抗構造体の内部に、絶縁体からなる電解液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設ける必要をなくして、特に大面積の基板であっても、基板被処理面の全面に亘る電界分布をより均一にするとともに、電解液を注入する際に、高抵抗構造体で保持した電解液が高抵抗構造体から漏れてしまうことを防止して、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体が対向する領域内に新鮮で組成が調整された電解液を供給することができる。

請求項２に記載の発明は、前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部は、前記電極ホルダを貫通して設けられていることを特徴とする請求項１記載の電解処理装置である。
請求項３に記載の発明は、前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部は、前記電極ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電解処理装置である。

請求項４に記載の発明は、前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域に向けて空気を噴出する空気噴出部を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、電解液注入部から電解液を注入する際に、この注入液（電解液）の両側に向けて空気を吹き付けて電解液の回り込みを防止することで、電解液同士の混合による泡立ちを防止することができる。

請求項５に記載の発明は、前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域内を吸引する空気吸引部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、電解液注入部から電解液を注入する際に、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体が対向する領域内を吸引することで、電解液の拡がりを助長することができる。

請求項６に記載の発明は、前記高抵抗構造体は、上下動かつ傾動自在に構成され、前記高抵抗構造体を傾斜させ前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体とが最も近接する側から該基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域に電解液を注入しつつ該高抵抗構造体を下降させながら水平状態に戻すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、高抵抗構造体を水平に戻すに従って、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体が対向する領域に位置する空気を電解液によって一方向に徐々に押し出しながら、該領域に電解液を供給することで、気泡の抜けを良くすることができる。

請求項７に記載の発明は、前記高抵抗構造体は、水平に保持されて上下動自在に構成され、前記基板保持部で水平保持した基板と前記高抵抗構造体とが対向する領域に電解液を注入しつつ該高抵抗構造体を下降させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解処理装置である。

請求項８に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を注入する電解液注入部と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置である。
このように、基板保持部で保持した基板と第２の電極（例えばアノード）で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を注入することで、この表面に沿って新鮮で組成が調整された電解液を供給することができる。

請求項９に記載の発明は、前記電解液注入部から注入される電解液中の溶存気体を除去する脱気装置を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、電解液中の溶存気体が電解液の注入に伴って気泡となって電解液中に混入し、電解液中に残ってしまうことを防止することができる。

請求項１０に記載の発明は、前記電解液注入部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電解処理装置である。
電解処理時に電解液の液張りを行う電解処理装置にあっては、電解液の液張り時に反応が起こり、この反応による影響によって、例えばめっき膜の埋込みが不能となったり、めっき膜の特性が部分的に変化したりすることを防止するためには、電解液を０．１〜１０ｍ／ｓｅｃの線速度で注入し、例えば３００ｍｍのウェーハにあっては、５秒以内に液張り完了することが望ましい。電解液注入部として、このような要求を満たすような任意の形状のものを使用することができる。

請求項１１に記載の発明は、前記電解液注入部に逆止弁を設置するか、または前記電解液注入部の内部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電解処理装置である。
例えば、１本の集合管から複数に分岐した分岐管を使用し、この集合管及び各分岐管を通して電解液を注入するようにした場合、１つの分岐管内に空気が入り込むと、配管内の圧力バランスが崩れ、配管内の電解液が一度に落ちてしまうことがある。このような場合に、逆止弁または多孔質材料を介して、各分岐管内に常に電解液を保持するようにすることで、このような弊害を防止して、常に一定量の電解液を供給するようにすることができる。

請求項１２に記載の発明は、前記電解液注入部は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、電解液注入部の位置と本数を任意に調整して、基板の表面（被処理面）に沿って流れる電解液の流速の該表面全面に亘る制御を容易になすとともに、液張り時間を短縮し、更に、気泡の抜けを良くすることができる。

請求項１３に記載の発明は、前記電解液注入部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、液張り時間の更なる短縮を図ることができる。この場合、空気は、電解液の流れと直交する方向に押し出されて外部に排出される。

請求項１４に記載の発明は、前記基板保持部は回転自在に構成され、該基板保持部を基板と一体に回転させながら前記電解液注入部から電解液を注入することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、電解液の注入に伴って押し出される空気を、基板の回転に伴う遠心力で基板の外周に向けて移動させて、気泡の抜けを良くすることができる。

請求項１５に記載の発明は、前記電解液注入部に、タイミングをずらして電解液を送液する複数台の送液ポンプを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の電解処理装置である。
請求項１６に記載の発明は、前記電解液注入部から電解液を０．１〜１０ｍ／ｓｅｃの線速度で注入し、５秒以内に液張りを完了することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電解処理装置である。

請求項１７に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極との間に配置される高抵抗構造体と、前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域内に該高抵抗構造体の側方から電解液注入部で電解液を注入し該領域内に注入した電解液を前記高抵抗構造体の側方から電解液吸引部で吸引して循環させる電解液循環系と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置である。

これにより、高抵抗構造体の内部に、絶縁体からなる電解液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設ける必要をなくすとともに、電解液を注入する際に、高抵抗構造体で保持した電解液が高抵抗構造体から漏れてしまうことを防止することができる。更に、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体で挟まれた領域内に該高抵抗構造体の側方から電解液を注入して循環させ、基板と高抵抗構造体との間を常に電解液が流れるようにすることで、例えば電解めっきを行うときに、めっき液の流れが止まってめっき膜が成膜されないことによるめっき欠陥の発生を防止し、しかも基板を必要に応じて回転させることで、基板の中心部と周縁部をめっき液がより均一な速度で流れるようにすることができる。

請求項１８に記載の発明は、前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部と前記電解液吸引部の少なくとも一方は、前記電極ホルダを貫通して設けられていることを特徴とする請求項１７記載の電解処理装置である。
請求項１９に記載の発明は、前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部と前記電解液吸引部の少なくとも一方は、前記電極ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項１７記載の電解処理装置である。

請求項２０に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を電解液注入部で注入し該領域内に注入した電解液を基板の側方から電解液吸引部で吸引して循環させる電解液循環系と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置である。

このように、基板保持部で保持した基板と第２の電極（例えばアノード）で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を注入して循環させ、基板と第２の電極（例えばアノード）との間を常に電解液が流れるようにすることで、例えば電解めっきを行うときに、めっき液の流れが止まってめっき膜が成膜されないことによるめっき欠陥の発生を防止し、しかも基板を必要に応じて回転させることで、基板の中心部と周縁部をめっき液がより均一な速度で流れるようにすることができる。

請求項２１に記載の発明は、前記電解液循環系には、循環する電解液中の溶存気体を除去する脱気装置が設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかに記載の電解処理装置である。
請求項２２に記載の発明は、前記電解液注入部及び／または電解液吸引部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項１７乃至２１のいずれかに記載の電解処理装置である。

請求項２３に記載の発明は、前記電解液注入部に逆止弁を設置するか、または前記電解液注入部の内部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれかに記載の電解処理装置である。
請求項２４に記載の発明は、前記電解液注入部と前記電解液吸引部の少なくとも一方は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれかに記載の電解処理装置である。

請求項２５に記載の発明は、前記電解液注入部と前記電解液吸引部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれかに記載の電解処理装置である。
これにより、基板保持部で保持した基板と第２の電極（例えばアノード）で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を注入し、該領域内を電解液が一方向に流れるようにして、順次循環させることができる。

請求項２６に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部と、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域に向けて空気を噴出する空気噴出部及び／または該領域内を吸引する空気吸引部を有することを特徴とする基板処理装置である。

このように、基板保持部で保持した基板と部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入することにより、表面を上向きにして基板を保持した状態であっても、基板と部材との間に、純水や薬液等の液体を均一、かつ泡の混入なしに供給し保持して、例えばエッチングや洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光等の基板処理を行うことができる。しかも、液体注入部から液体を注入する際に、この注入液（液体）の両側に向けて空気を吹き付けて液体の回り込みを防止することで、液体同士の混合による泡立ちを防止したり、基板保持部で保持した基板と部材が対向する領域内を吸引することで、液体の拡がりを助長したりすることができる。

請求項２７に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部とを有し、前記部材は、上下動かつ傾動自在に構成され、前記部材を傾斜させ前記基板保持部で保持した基板と前記部材とが最も近接する側から該基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域に液体を注入しつつ該部材を下降させながら水平状態に戻すことを特徴とする基板処理装置である。
これにより、部材を水平に戻すに従って、基板保持部で保持した基板と部材が対向する領域に位置する空気を液体によって一方向に徐々に押し出しながら、該領域に液体を供給することで、気泡の抜けを更に良くすることができる。

請求項２８に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部とを有し、前記部材は上下動自在に構成され、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域に液体を注入しつつ該部材を下降させることを特徴とする基板処理装置である。

請求項２９に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、逆止弁を設置するか、または前記液体注入部の内部に多孔質材料が充填され、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部を有することを特徴とする基板処理装置である。

例えば、１本の集合管から複数に分岐した分岐管を使用し、この集合管及び各分岐管を通して液体を注入するようにした場合、１つの分岐管内に空気が入り込むと、配管内の圧力バランスが崩れ、配管内の液体が一度に落ちてしまうことがある。このような場合に、逆止弁または多孔質材料を介して、各分岐管内に常に液体を保持するようにすることで、このような弊害を防止して、常に一定量の液体を供給するようにすることができる。

請求項３０に記載の発明は、前記部材を保持する部材ホルダを有し、前記液体注入部は、前記部材ホルダを貫通して設けられているか、または前記部材ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項２６乃至２９のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項３１に記載の発明は、前記液体注入部から注入される液体中の溶存気体を除去する脱気装置を有することを特徴とする請求項２６乃至３０のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、液体中の溶存気体が液体の注入に伴って気泡となって液体中に混入し、液体中に残ってしまうことを防止することができる。

請求項３２に記載の発明は、前記液体注入部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項２６乃至３１のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項３３に記載の発明は、前記液体注入部は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項２６乃至３２のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、液体注入部の位置と本数を任意に調整して、基板の表面（被処理面）に沿って流れる液体の流速の該表面全面に亘る制御を容易になすとともに、液張り時間を短縮し、更に、気泡の抜けを良くすることができる。

請求項３４に記載の発明は、前記液体注入部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項２６乃至３３のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、液張り時間の更なる短縮を図ることができる。この場合、空気は、液体の流れと直交する方向に押し出されて外部に排出される。

請求項３５に記載の発明は、前記基板保持部は回転自在に構成され、該基板保持部を基板と一体に回転させながら前記液体注入部から液体を注入することを特徴とする請求項２６乃至３４のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、液体の注入に伴って押し出される空気を、基板の回転に伴う遠心力で基板の外周に向けて移動させて、気泡の抜けを良くすることができる。
請求項３６に記載の発明は、前記液体注入部に、タイミングをずらして液体を送液する複数台の送液ポンプを有することを特徴とする請求項２６乃至３５のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項３７に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に、該部材の側方から液体注入部を通して液体を注入し該部材の側方から液体吸引部を通して吸引して循環させる液体循環系を有することを特徴とする基板処理装置である。

このように、基板保持部で保持した基板と部材で挟まれた領域内に該基板の側方から液体を注入して循環させ、基板と部材との間を常に液体が流れるようにすることで、基板と部材で挟まれた領域内に常に新鮮で組成が調整された液体を供給し、しかも基板を必要に応じて回転させることで、基板の中心部と周縁部をめっき液がより均一な速度で流れるようにすることができる。

請求項３８に記載の発明は、前記部材を保持する部材ホルダを有し、前記液体注入部と前記液体吸引部の少なくとも一方は、前記部材ホルダを貫通して設けられているか、または前記電極ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項３７記載の基板処理装置である。
請求項３９に記載の発明は、前記液体循環系には、循環する液体中の溶存気体を除去する脱気装置が設けられていることを特徴とする請求項３７または３８記載の基板処理装置である。

請求項４０に記載の発明は、前記液体注入部及び／または前記液体吸引部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項３７乃至３９のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項４１に記載の発明は、前記液体注入部に逆止弁を設置するか、または前記液体注入部の内部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする請求項３７乃至４０のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項４２に記載の発明は、前記液体注入部と前記液体吸引部の少なくとも一方は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項３７乃至４１のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項４３に記載の発明は、前記液体注入部と前記液体吸引部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３７乃至４２のいずれかに記載の基板処理装置である。

本発明の電解処理装置によれば、高抵抗構造体の内部に、絶縁体からなる電解液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設ける必要をなくして、特に大面積の基板であっても、基板被処理面の全面に亘る電界分布をより均一にするとともに、電解液を注入する際に、高抵抗構造体で保持した電解液が高抵抗構造体から漏れてしまうことを防止して、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体が対向する領域内に新鮮で組成が調整された電解液を供給することができる。これによって、例えば電解めっき装置に適用した時には、めっき膜の膜厚の面内均一性を高めることができる等、より均一な電解処理を施すことができる。

本発明の基板処理装置によれば、表面を上向きにして基板を保持した状態であっても、基板と部材との間に、純水や薬液等の液体を均一、かつ泡の混入なしに供給し保持して、例えばエッチングや洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光等の基板処理を行うことができる。これによって、表面を上向きにして保持・搬送して各種の基板処理を施す際に、基板を１８０゜反転させることなく、連続して行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は、電解液としてめっき液を使用し、半導体基板の表面に電解銅めっきを施して、基板表面に設けた配線用の微細窪みに銅を埋込んで銅層からなる配線を形成するようにした電解めっき装置に適用し、更に、湿式エッチングや湿式洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光等を行う基板処理装置としても使用できるようにした例を示している。電解エッチング装置等、他の電解処理装置にも適用できることは勿論である。先ず、電解めっき装置として使用する例を説明する。

図１は、本発明の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）を備えた基板処理システムの全体配置図を示す。図１に示すように、この基板処理システムには、同一設備内に位置して、内部に複数の基板Ｗを収納する２基のロード・アンロード部１０と、電解めっき処理及びその付帯処理を行う２基の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）１２と、ロード・アンロード部１０と電解めっき装置１２との間で基板Ｗの受渡しを行う搬送ロボット１４と、めっき液タンク（液体タンク）１６を有するめっき液供給設備（液体供給設備）１８が備えられている。

なお、この電解めっき装置１２を、湿式プロセスや浸漬タイプの露光等を行う基板処理装置として使用する場合には、めっき液タンク１６は、純水や薬液等の液体を溜める液体タンクとしての役割を果たし、めっき液供給設備１８は、液体を供給する液体供給設備としての役割を果たす。

電解めっき装置１２には、図２に示すように、めっき処理及びその付帯処理を行う基板処理部２０が備えられ、この基板処理部２０に隣接して、めっき液（電解液）を溜めるめっき液トレー２２が配置されている。また、回転軸２４を中心に揺動する揺動アーム２６の先端に保持されて基板処理部２０とめっき液トレー２２との間を揺動する電極ヘッド２８を有する電極アーム部３０が備えられている。更に、基板処理部２０の側方に位置して、プレコート・回収アーム３２と、純水やイオン水等の薬液、更には気体等を基板に向けて噴射する固定ノズル３４が配置されている。この実施の形態にあっては、３個の固定ノズル３４が備えられ、その内の１個を純水の供給用に用いている。

基板処理部２０には、図３に示すように、表面（被めっき面）を上向きにして基板Ｗを保持する基板保持部３６と、この基板保持部３６の上方に該基板保持部３６の周縁部を囲繞するように配置された電極部３８が備えられている。更に、基板保持部３６の周囲を囲繞して処理中に用いる各種薬液の飛散を防止する有底略円筒状の飛散防止カップ４０が、エアシリンダ（図示せず）を介して上下動自在に配置されている。

ここで、基板保持部３６は、エアシリンダ４４によって、下方の基板受渡し位置Ａと、上方のめっき位置（基板処理位置）Ｂと、これらの中間の前処理・洗浄位置Ｃとの間を昇降し、図示しない回転モータ及びベルトを介して、任意の加速度及び速度で電極部３８と一体に回転するように構成されている。この基板受渡し位置Ａに対向して、電解めっき装置１２のフレーム側面の搬送ロボット１４側には、基板搬出入口（図示せず）が設けられ、また基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、基板保持部３６で保持された基板Ｗの周縁部に下記の電極部３８のシール材９０とカソード（第１の電極）８８が当接するようになっている。一方、飛散防止カップ４０は、その上端が基板搬出入口下方に位置し、図３に仮想線で示すように、上昇した時に基板搬出入口を塞いで電極部３８の上方に達するようになっている。

めっき液トレー２２は、めっき処理を実施していない時に、電極アーム部３０の下記の高抵抗構造体１１０及びアノード（第２の電極）９８をめっき液で湿潤させるためのもので、この高抵抗構造体１１０が収容できる大きさに設定され、図示しないめっき液供給口とめっき液排水口を有している。また、フォトセンサがめっき液トレー２２に取付けられており、めっき液トレー２２内のめっき液の満水、即ちオーバーフローと排水の検出が可能になっている。
電極アーム部３０は、図示しないサーボモータからなる上下動モータとボールねじを介して上下動し、旋回モータを介して、めっき液トレー２２と基板処理部２０との間を旋回（揺動）するようになっている。

また、プレコート・回収アーム３２は、図４に示すように、上下方向に延びる支持軸５８の上端に連結されて、ロータリアクチュエータ６０を介して旋回（揺動）し、エアシリンダ（図示せず）を介して上下動するよう構成されている。このプレコート・回収アーム３２には、その自由端側にプレコート液吐出用のプレコートノズル６４が、基端側にめっき液回収用のめっき液回収ノズル６６がそれぞれ保持されている。そして、プレコートノズル６４は、例えばエアシリンダによって駆動するシリンジに接続されて、プレコート液がプレコートノズル６４から間欠的に吐出され、また、めっき液回収ノズル６６は、例えばシリンダポンプまたはアスピレータに接続されて、基板上のめっき液がめっき液回収ノズル６６から吸引されるようになっている。

前記基板保持部３６は、図５乃至図７に示すように、円板状の基板ステージ６８を備え、この基板ステージ６８の周縁部の円周方向に沿った６カ所に、上面に基板Ｗを水平に載置して保持する支持腕７０が立設されている。この支持腕７０の１つの上端には、基板Ｗの端面に当接して位置決めする位置決め板７２が固着され、この位置決め板７２を固着した支持腕７０に対向する支持腕７０の上端には、基板Ｗの端面に当接し回動して基板Ｗを位置決め板７２側に押付ける押付け片７４が回動自在に支承されている。また、他の４個の支持腕７０の上端には、回動して基板Ｗをこの上方から下方に押付けるチャック爪７６が回動自在に支承されている。

ここで、押付け片７４及びチャック爪７６の下端は、コイルばね７８を介して下方に付勢した押圧棒８０の上端に連結されて、この押圧棒８０の下動に伴って押付け片７４及びチャック爪７６が内方に回動して閉じるようになっており、基板ステージ６８の下方には、押圧棒８０に下面に当接してこれを上方に押上げる支持板８２が配置されている。

これにより、基板保持部３６が図３に示す基板受渡し位置Ａに位置する時、押圧棒８０は支持板８２に当接し上方に押上げられて、押付け片７４及びチャック爪７６が外方に回動して開き、基板ステージ６８を上昇させると、押圧棒８０がコイルばね７８の弾性力で下降して、押付け片７４及びチャック爪７６が内方に回転して閉じるようになっている。

前記電極部３８は、図８及び図９に示すように、支持板８２（図７等参照）の周縁部に立設した支柱８４の上端に固着した環状の枠体８６と、この枠体８６の下面に内方に突出させて取付けた、この例では６分割されたカソード（第１の電極）８８と、このカソード８８の上方を覆うように枠体８６の上面に取付けた環状のシール材９０とを有している。このカソード（第１の電極）８８は、電解エッチングを行うときにはアノードとなる。シール材９０は、その内周縁部が内方に向け下方に傾斜し、かつ徐々に薄肉となって、内周端部が下方に垂下するように構成されている。

これにより、図３に示すように、基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、この基板保持部３６で保持した基板Ｗの周縁部にカソード８８が押付けられて通電し、同時にシール材９０の内周端部が基板Ｗの周縁部上面に圧接し、ここを水密的にシールして、基板Ｗの上面（被めっき面）に供給されためっき液が基板Ｗの端部から染み出すのを防止するとともに、めっき液がカソード８８を汚染することを防止するようになっている。
なお、この実施の形態において、電極部３８は、上下動不能で基板保持部３６と一体に回転するようになっているが、上下動自在で、下降した時にシール材９０が基板Ｗの被めっき面に圧接するように構成しても良い。

前記電極アーム部３０の電極ヘッド２８は、図１０及び図１１に示すように、揺動アーム２６の自由端にボールベアリング９２を介して連結した電極ホルダ（部材ホルダ）９４と、この電極ホルダ９４の下端開口部を塞ぐように配置された高抵抗構造体１１０とを有している。すなわち、この電極ホルダ９４は、下方に開口した有底カップ状に形成され、この下部内周面には、凹状部９４ａが、高抵抗構造体１１０の上部には、この凹状部９４ａに嵌合するフランジ部１１０ａがそれぞれ設けられ、このフランジ部１１０ａを凹状部９４ａに嵌入することで、電極ホルダ９４に高抵抗構造体１１０が保持されている。これによって、電極ホルダ９４の内部に中空のめっき液室１００が区画形成されている。

なお、この電極ホルダ９４は、下記のように、湿式プロセスや液浸タイプの露光等を行う基板処理装置として使用するときは、目的に沿った任意の部材を保持する部材ホルダとしての役割を果たす。

この高抵抗構造体１１０は、アルミナ，ＳｉＣ，ムライト，ジルコニア，チタニア，コージライト等の多孔質セラミックスまたはポリプロピレンやポリエチレンの焼結体等の硬質多孔質体、あるいはこれらの複合体、更には織布や不織布で構成される。例えば、アルミナ系セラミックスにあっては、ポア径３０〜２００μｍ、ＳｉＣにあっては、ポア径３０μｍ以下、気孔率２０〜９５％、厚み１〜２０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍ、更に好ましくは８〜１５ｍｍ程度のものが使用される。この例では、例えば気孔率３０％、平均ポア径１００μｍでアルミナ製の多孔質セラミックス板から構成されている。そして、この内部にめっき液を含有させることで、つまり多孔質セラミックス板自体は絶縁体であるが、この内部にめっき液を複雑に入り込ませ、厚さ方向にかなり長い経路を辿らせることで、めっき液の電気伝導率より小さい電気伝導率を有するように構成されている。

このように高抵抗構造体１１０をめっき液室１００内に配置し、この高抵抗構造体１１０によって大きな抵抗を発生させることで、給電層としてシード層７（図３２参照）の抵抗の影響を無視できる程度となし、基板Ｗの表面の電気抵抗による電流密度の面内差を小さくして、めっき膜の面内均一性を向上させることができる。

前記めっき液室１００内には、高抵抗構造体１１０の上方に位置して、内部に上下に貫通する多数の通孔９８ａを有するアノード（第２の電極）９８が配置されている。このアノード（第２の電極）９８は、電解エッチングの時はカソードとなる。そして、電極ホルダ９４には、めっき液室１００の内部のめっき液を吸引して排出するめっき液排出口１０３が設けられ、このめっき液排出口１０３は、めっき液供給設備１８（図１参照）から延びるめっき液排出管１０６に接続されている。更に、電極ホルダ９４の周壁内部には、アノード９８及び高抵抗構造体１１０の側方に位置して上下に貫通するめっき液（電解液）注入部（液体注入部）１０４が設けられている。このめっき液注入部１０４は、この例では、下端をノズル形状としたチューブで構成され、めっき液供給設備１８（図１参照）から延びるめっき液供給管１０２に接続されている。

このめっき液注入部１０４は、基板保持部３６がめっき位置Ｂ（図３参照）にある時に、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０の隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで電極ヘッド２８を下降させ、この状態で、アノード９８及び高抵抗構造体１１０の側方から、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の領域にめっき液を注入するためのもので、シール材９０と高抵抗構造体１１０に挟まれた領域で下端のノズル部が開口するようになっている。また、高抵抗構造体１１０の外周部には、ここを電気的にシールドするゴム製のシールドリング１１２が装着されている。

なお、このめっき液注入部１０４は、下記のように、湿式プロセスや液浸タイプの露光等を行う基板処理装置として使用する場合は、基板Ｗと部材との間に、純水や薬液等の液体を注入する液体注入部としての役割を果たす。

このめっき液注入時には、めっき液注入部１０４から注入されためっき液（液体）は、図１２に示すように、基板Ｗの表面に沿って一方向に流れ、このめっき液（液体）の流れによって、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の領域の空気が外方に押し出されて外部に排出され、この領域がめっき液注入部１０４から注入された新鮮で組成が調整されためっき液（液体）で満たされて、基板Ｗとシール材９０で区画された領域に溜められる。

このように、アノード９８及び高抵抗構造体１１０の側方から、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の領域にめっき液を注入することにより、高抵抗構造体１１０の内部に、絶縁体からなる電解液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設けることなく、めっき液の液張りを行うことができる。これによって、特に大面積の基板であっても、基板の表面全面に亘る電界分布をより均一にするとともに、めっき液を注入する際に、高抵抗構造体１１０で保持しためっき液が高抵抗構造体１１０から漏れてしまうことを防止して、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域内に新鮮で組成が調整されためっき液を供給することができる。

ここで、電解めっき装置１２にあっては、液張り時に反応が起こり、この反応による影響によって、例えばめっき膜の埋込みが不能となったり、めっき膜の特性が部分的に変化したりすることがあり、これを防止するためには、めっき液を０．１〜１０ｍ／ｓｅｃの線速度で注入し、例えば３００ｍｍのウェーハにあっては、５秒以内に液張り完了することが望ましい。めっき液注入部１０４として、このような要求に満たすような任意の形状のものを使用することが好ましい。
ここで、アノード９８は、スライムの生成を抑制するため、含有量が０．０３〜０．０５％のリンを含む銅（含リン銅）で構成されているが、不溶解の不溶性アノードを使用するようにしてもよい。

また、この例では、カソード（第１の電極）８８はめっき電源１１４の陽極に、アノード（第２の電極）９８はめっき電源１１４の陰極にそれぞれ電気的に接続されるが、電解エッチング装置として使用する場合には、第１の電極８８は電源の陰極に、第２の電極９８は電源の陽極にそれぞれ接続される。また、エッチングや洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光等を行う基板処理装置として使用する場合、第１の電極８８及び第２の電極９８は省略される。

そして、前述のように、めっき電源１１４を介して、第１の電極８８をカソード、第２の電極９８をアノードとなし、基板保持部３６がめっき位置Ｂ（図３参照）にある時に、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０との隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで電極ヘッド２８を下降させ、この状態で、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との領域にめっき液注入部１０４からめっき液を注入してめっき液で満たし、このめっき液を基板Ｗとシール材９０で区画された領域に溜めてめっき処理を行う。

ここで、この状態で、めっき液の代わりに電解エッチング液を使用し、電源を介して、第１の電極８８をアノード、第２の電極９８をカソードとなすことで電解エッチングを行うことができる。

次に、前記実施の形態の電解めっき装置１２を備えた基板処理システムの操作について説明する。
先ず、ロード・アンロード部１０からめっき処理前の基板Ｗを搬送ロボット１４で取出し、表面（被めっき面）を上向きにした状態で、フレームの側面に設けられた基板搬出入口から一方の電解めっき装置１２の内部に搬送する。この時、基板保持部３６は、下方の基板受渡し位置Ａにあり、搬送ロボット１４は、そのハンドが基板ステージ６８の真上に到達した後に、ハンドを下降させることで、基板Ｗを支持腕７０上に載置する。そして、搬送ロボット１４のハンドを、前記基板搬出入口を通って退去させる。

搬送ロボット１４のハンドの退去が完了した後、飛散防止カップ４０を上昇させ、同時に基板受渡し位置Ａにあった基板保持部３６を前処理・洗浄位置Ｃに上昇させる。この時、この上昇に伴って、支持腕７０上に載置された基板は、位置決め板７２と押付け片７４で位置決めされ、チャック爪７６で確実に把持される。

一方、電極アーム部３０の電極ヘッド２８は、この時点ではめっき液トレー２２上の通常位置にあって、高抵抗構造体１１０あるいはアノード（第２の電極）９８がめっき液トレー２２内に位置しており、この状態で飛散防止カップ４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２及び電極ヘッド２８にめっき液の供給を開始する。そして、基板のめっき工程に移るまで、新しいめっき液を供給し、併せてめっき液排出管１０６を通じた吸引を行って、高抵抗構造体１１０に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行う。なお、飛散防止カップ４０の上昇が完了すると、フレーム側面の基板搬出入口は飛散防止カップ４０で塞がれて閉じ、フレーム内外の雰囲気が遮断状態となる。

飛散防止カップ４０が上昇するとプレコート処理に移る。即ち、基板Ｗを受取った基板保持部３６を回転させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム３２を基板と対峙する位置へ移動させる。そして、基板保持部３６の回転速度が設定値に到達したところで、プレコート・回収アーム３２の先端に設けられたプレコートノズル６４から、例えば界面活性剤からなるプレコート液を基板の表面（被めっき面）に間欠的に吐出する。この時、基板保持部３６が回転しているため、プレコート液は基板Ｗの表面の全面に行き渡る。次に、プレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板保持部３６の回転速度を増して、遠心力により基板Ｗの被めっき面のプレコート液を振り切って乾燥させる。

プレコート完了後にめっき処理に移る。先ず、基板保持部３６を、この回転を停止、若しくは回転速度をめっき時速度まで低下させた状態で、めっきを施すめっき位置Ｂまで上昇させる。すると、基板Ｗの周縁部は、カソード（第１の電極）８８に接触して通電可能な状態となり、同時に基板Ｗの周縁部上面にシール材９０が圧接して、基板Ｗの周縁部が水密的にシールされる。

一方、搬入された基板Ｗのプレコート処理が完了したという信号に基づいて、電極アーム部３０をめっき液トレー２２上方からめっき処理を施す位置の上方に電極ヘッド２８が位置するように水平方向に旋回させ、しかる後、電極ヘッド２８を電極部３８に向かって下降させる。この時、高抵抗構造体１１０を基板Ｗの表面に接触することなく、０.５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置とする。電極ヘッド２８の下降が完了した時点で、 カソード８８とアノード９８との間にめっき電源１１４を投入し、めっき液注入部１０４から基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の領域にめっき液を注入して該領域をめっき液で満たし、これによって、基板Ｗの表面（被めっき面）にめっき処理を施す。

めっき処理が完了すると、電極アーム部３０を上昇させ旋回させてめっき液トレー２２上方へ戻し、通常位置へ下降させる。次に、プレコート・回収アーム３２を待避位置から基板Ｗに対峙する位置へ移動させて下降させ、めっき液回収ノズル６６から基板Ｗ上のめっき液の残液を回収する。この残液の回収が終了した後、プレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板めっき面のリンスのために、純水用の固定ノズル３４から基板Ｗの中央部に純水を吐出し、同時に基板保持部３６を、スピードを増して回転させて基板Ｗの表面のめっき液を純水に置換する。このように、基板Ｗのリンスを行うことで、基板保持部３６をめっき位置Ｂから下降させる際に、めっき液が跳ねて、電極部３８のカソード８８が汚染されることが防止される。

リンス終了後に水洗工程に入る。即ち、基板保持部３６をめっき位置Ｂから前処理・洗浄位置Ｃへ下降させ、純水用の固定ノズル３４から純水を供給しつつ基板保持部３６及び電極部３８を回転させて水洗を実施する。この時、電極部３８に直接供給した純水、又は基板Ｗの面から飛散した純水によってシール材９０及び第１の電極８８も基板と同時に洗浄することができる。

水洗完了後にドライ工程に入る。即ち、固定ノズル３４からの純水の供給を停止し、更に基板保持部３６及び電極部３８の回転スピードを増して、遠心力により基板表面の純水を振り切って乾燥させる。併せて、シール材９０及びカソード８８も乾燥される。ドライ工程が完了すると基板保持部３６及び電極部３８の回転を停止させ、基板保持部３６を基板受渡し位置Ａまで下降させる。すると、チャック爪７６による基板Ｗの把持が解かれ、基板Ｗは、支持腕７０の上面に載置された状態となる。これと同時に、飛散防止カップ４０も下降させる。

以上でめっき処理及びそれに付帯する前処理や洗浄・乾燥工程の全て工程を終了し、搬送ロボット１４は、そのハンドを基板搬出入口から基板Ｗの下方に挿入し、そのまま上昇させることで、基板保持部３６から処理後の基板Ｗを受取る。そして、搬送ロボット１４は、この基板保持部３６から受取った処理後の基板Ｗをロード・アンロード部１０に戻す。

この実施の形態では、電解めっきについて説明したが、電流方向を逆転させれば、つまり、この装置をそのまま用い、電源の極性を反転させることで電解エッチングが可能であり、この場合、エッチングの均一性を向上させることができる。ＬＳＩにおける銅配線用のめっきプロセスでは、めっきプロセスの前後に逆電解をかけて電解エッチングを行うことが知られており、例えば、この装置を使用し、２０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で７．５秒めっきを施して、５０ｎｍの銅めっき膜を形成し、電源の極性を反転させ、５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で２０秒エッチングを施して、３３ｎｍの銅めっき膜をエッチングし、しかる後、最終めっきを施すことで、均一にエッチングが行われて埋込み特性が向上することが確かめられている。
なお、上記の例では、高抵抗構造体を備えた例を示しているが、高抵抗構造体を有していない電解めっき装置（電解研磨装置）にも適用できることは勿論である。

この電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）１２を、例えば湿式エッチングや湿式洗浄等の湿式プロセスを行う基板処理装置として使用する場合には、めっき液の代わりに純水や液等の液体を用い、電極ホルダ９４を、所定のプロセスに用いられる部材を保持する部材ホルダとして、めっき液注入部１０４を、基板Ｗと部材との間に、例えば湿式洗浄にあっては純水や薬液等の洗浄液を、湿式エッチングにあっては、エッチング液を供給する液体注入部として使用する。なお、部材ホルダを用いることなく、部材そのものを揺動アーム２６の自由端等に直接保持するようにしてもよい。

そして、前述のように、基板保持部３６を基板処理位置（めっき位置）Ｂまで上昇させ、基板Ｗの周縁部上面にシール材９０を圧接させて、基板Ｗの周縁部を水密的にシールし、更に、部材ホルダ（電極ホルダ）９４を電極部３８に向かって下降させ、部材を基板Ｗの表面に接触することなく、０.５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置に停止させる。この状態で、液体注入部（めっき液注入部）１０４から基板Ｗと部材との間の領域に、純水や薬液等の液体を注入して該領域を液体で満たし、更に、必要に応じて、基板Ｗを回転させることによって、基板Ｗの表面（被処理面）に処理を施す。

このように、基板保持部３６で保持した基板Ｗと部材が対向する領域内に、該部材の側方から液体を注入することにより、表面を上向きにして基板Ｗを保持した状態であっても、基板Ｗと部材との間に、純水や薬液等の液体を均一、かつ泡の混入なしに供給し保持して、エッチングや洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光等の基板処理を行うことができる。

図１３は、それぞれ異なる電極ヘッドの変形例を示す。すなわち、図１３（ａ）は、前述のめっき液供給管１０２（図１０参照）に接続されて、めっき位置にある基板Ｗと高抵抗構造体１１０で挟まれた領域にめっき液を注入するめっき液注入部（液体注入部）１０４として、下部が矩形状に内方に屈曲したものを使用して、めっき液（液体）を基板Ｗの直径方向の内方に向けて噴出させて、高抵抗構造体１１０の外周面に衝突させるようにした例を示す。また、図１３（ｂ）は、めっき液注入部（液体供給部）１０４を、高抵抗構造体１１０の側方に、内方に向け下方に傾斜させて配置し、このめっき液注入部（液体供給部）１０４から噴出されるめっき液（液体）で該めっき液（液体）の一方向に向けた流れを積極的に作り出すようにした例を示す。

なお、前述の各例にあっては、めっき液注入部（液体供給部）１０４を１本のチューブで構成した例を示しているが、図１４（ａ）に示すように、前述のめっき液供給管１０２に接続される集合管２００と該集合管２００から分岐する複数の分岐管２０２でめっき液注入部（液体供給部）１０４を構成し、この各分岐管２０２を電極ホルダ９４の周縁部の円周方向に沿った所定の位置に、これらの各分岐管２０２から同時に噴出されるめっき液（液体）が基板Ｗの表面に沿って一方向に流れるように配置してもよい。このように、複数箇所からめっき液（液体）を同時に供給し、この本数や配置位置等を任意に調整することで、例えばめっき液を０．１〜１０ｍ／ｓｅｃの線速度で注入し、例えば３００ｍｍのウェーハにあっては、５秒以内に液張り完了して、めっき液の液張り時に反応が起こり、この反応による影響によって、例えばめっき膜の埋込みが不能となったり、めっき膜の特性が部分的に変化したりすることを防止するといった要求に容易に応え、更には気泡の抜けを良くすることができる。

この場合、例えば１つの分岐管２０２内に空気が入り込むと、配管２００，２０２内の圧力バランスが崩れ、配管２００，２０２内のめっき液（液体）が一度に落ちてしまうことがある。これ液落ちを防止するため、図１４（ｂ）に示すように、各分岐管２０２内に逆止弁２０４を設置し、この逆止弁２０４の上流側に常にめっき液（液体）が存在するようにすることが好ましく、これにより、常に一定量のめっき液（液体）を供給するようにすることができる。

なお、前記の逆止弁２０４の代わりに、図１５（ａ）に示すように、各分岐管２０２の下端に多孔質材料２０６ａを充填したり、図１５（ｂ）に示すように、各分岐管２０２の長さ方向に沿った途中に多孔質材料２０６ｂを充填したりしてもよい。これにより、構造の簡素化を図ることができる。

また、図１６（ａ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４の下面に円周方向に延びるスリット形状の開口部９４ｂを設け、この開口部９４ｂでめっき液注入部（液体注入部）１０４を構成するようにしてもよい。これによっても、液張りの速度を速めることができる。この場合、前述と同様に、図１６（ｂ）に示すように、この開口部９４ｂ内に多孔質材料２０６ｃを充填するようにしてもよい。更に、図１６（ｃ）に示すように、多孔質材料２０６ｃを充填した開口部９４ｂに、めっき液供給管１０２から延びる１本のチューブ２０２ｂを接続し、このチューブ２０２ｂ内に逆止弁２０４ａを設置するようにしてもよい。この例によれば、例えば図１４（ｂ）に示す例に比べて、逆止弁の数を減らしながら液落ちを防止し、しかも、液張りの時間を短縮することができる。

更に、図１７（ａ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４の基板Ｗを挟んで互いに対向する位置に、前述と同様な構成のチューブで構成した一対のめっき液注入部（液体注入部）１０４を配置したり、図１７（ｂ）に示すように、電極ホルダ９４（部材ホルダ）の基板Ｗを挟んで互いに対向する位置に、前述と同様な構成の複数の分岐管２０２で構成した一対のめっき液注入部（液体注入部）１０４を配置したりしてもよい。更に、図１７（ｃ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４の基板Ｗを挟んで互いに対向する位置に、前述と同様な構成のスリット状の開口部９４ｂで構成した一対のめっき液注入部（液体注入部）１０４を配置してもよい。

この場合、基板Ｗの表面に沿って互いに対向する位置から内方に向けてめっき液（液体）が同時に流れるようにすることができ、これによって、めっき液（液体）の液張り時間の更なる短縮を図ることができる。この時、基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域内の空気は、めっき液（液体）の流れの方向と直交する方向に押し出されて外部に排出される。

更に、複数台の送液ポンプを用い、少しずつ時間を置いてめっき液注入部（液体注入部）１０４から基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域にめっき液（液体）を注入するようにしても良い。例えば、図１８（ａ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４の基板Ｗを挟んで互いに対向する位置に一対のめっき液注入部（液体注入部）１０４を配置し、このめっき液注入部（液体注入部）１０４に複数台（図示では２台）の送液ポンプ１２０からめっき液（液体）を送液できるように構成する。そして、図１８（ｂ）に示すように、例えばタイミング遅れ時間ｔを５秒以内に設定し、第１の送液ポンプ１２０を駆動した後、この遅れ時間ｔだけタイミングを遅らせて第２の送液ポンプ１２０を駆動する操作を送液ポンプ１２０の台数分だけ繰返すようにしてもよい。このように、めっき液注入部（液体注入部）１０４から小液量のめっき液（液体）を注入することで、めっき液（液体）の外側から回り込みを抑制して、基板の中心部に泡ガミが発生するのを防止しながら液張りを行い、めっき液（液体）の不足分は後から補うことができる。

基板保持部３６で保持した基板Ｗの回転とめっき液（液体）の供給とを組み合わせることで、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間に気泡が残ってしまうことを防止することができる。つまり、図１９（ａ）に示すように、基板Ｗの中心からやや偏心した方向に向けてめっき液注入部（液体注入部）１０４からめっき液（液体）を噴射し、このめっき液（液体）の流れ方向に沿って基板Ｗを回転させたり、図１９（ｂ）に示すように、例えば左側の上半分の領域内に複数のめっき液注入部（液体注入部）１０４を配置し、これらのめっき液注入部（液体注入部）１０４からめっき液（液体）を略平行な方向に噴出し、このめっき液（液体）の流れの方向に沿って基板Ｗを回転させたりするようにしてもよい。更には、図１９（ｃ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４に設けたやや幅広のスリット状の開口部９４ｃで構成しためっき液注入部（液体注入部）１０４から、めっき液（液体）を、基板Ｗの中心からやや偏心した方向に向けて噴射し、このめっき液（液体）の流れ方向に沿って基板Ｗを回転させたりするようにしてもよい。これにより、めっき液（液体）の注入に伴って押し出される空気を、基板Ｗの回転に伴う遠心力で基板Ｗの外周に向けて移動させて、気泡の抜けを良くすることができる。

更に、図２０（ａ）に示すように、複数（図示では３個）のめっき液注入部（液体注入部）１０４を集中して設け、このめっき液注入部（液体注入部）１０４を挟む両側に一対の空気噴出部２１０を設けて、めっき液注入部（液体注入部）１０４から噴出されるめっき液（液体）の両側のやや拡がる方向に向けて空気を噴出してもよい。また、図２０（ｂ）に示すように、複数（図示では３個）のめっき液注入部（液体注入部）１０４と基板Ｗを挟んだ反対側に一対の空気噴出部２１０を設けて、めっき液注入部（液体注入部）１０４から噴出されるめっき液（液体）に向けてこの反対側からやや拡がる方向に空気を噴出ししてもよい。これにより、めっき液（液体）の回り込みを防止し、めっき液（液体）同士の混合による泡立ちを防止して、気泡の抜けを良くすることができる。

また、図２１に示すように、複数（図示では３個）のめっき液注入部（液体注入部）１０４と基板Ｗを挟んだ反対側に空気吸引部２１２を配置し、めっき液注入部（液体注入部）１０４からめっき液（液体）を注入する際に、この空気吸引部２１２から基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の空気を吸引することで、めっき液（液体）の拡がりを助長して、これによっても、気泡の抜けを良くすることができる。

更に、図２２（ａ）に示すように、例えば中央に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ａを挟んで、この両側に複数のめっき液注入部（液体注入部）１０４ｂを対称に配置した場合においては、この中央に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ａとこの外側に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ｂからのめっき液（液体）の出し方を変えることで、例えば、中央に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ａから先にめっき液（液体）を噴出してから、外側に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ｂからめっき液（液体）を噴出したり、外側に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ｂからめっき液（液体）を１滴だけ垂らしておいて、中央に位置するめっき液注入部（液体注入部）１０４ａから先にめっき液（液体）を噴出したりすることで、気泡の抜けを良くすることができる。

このような構成は、例えば、図２２（ｂ）に示すように、前述と同様に、めっき液供給管１０２に接続される集合管２００と該集合管２００から分岐する複数の分岐管２０２でめっき液注入部（液体注入部）１０４を構成し、この各分岐管２０２に、例えばエアーで駆動するバルブ２１４を設置し、このバルブ２１４にめっき液（液体）の保持と吐出のタイミングを制御する機能を付与することによって容易に実現することができる。

また、図２３に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４を、上下動かつ傾動（チルト）自在に構成し、この電極ホルダ（部材ホルダ）９４を傾斜させ基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０とが最も近接する一方の側部から基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域にめっき液（液体）を注入しつつ高抵抗構造体１１０を下降させながら水平状態に戻すようにしてもよい。また、電極ホルダ（部材ホルダ）９４を水平にし、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０の一側部から基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域にめっき液（液体）を注入しつつ高抵抗構造体１１０を下降させるようにしてもよい。

つまり、図２３（ａ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４を、高抵抗構造体１１０の下面が水平面に対して角度θ＝０〜５゜、好ましくは０〜１゜だけ傾斜するように傾動させ、高抵抗構造体１１０の下面と基板保持部３６で保持した基板Ｗとの距離が、例えば０．１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍとなる位置に位置させる。この状態で、基板Ｗと高抵抗構造体１１０とが最も近接する一方の側部から基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域へのめっき液（液体）の注入を開始する。そして、図２３（ｂ）に示すように、電極ホルダ（部材ホルダ）９４を下降させて高抵抗構造体１１０の下面と基板Ｗとの距離を徐々に狭めながら、高抵抗構造体１１０が基板Ｗと水平になるように傾動させる。そして、図２３（ｃ）に示すように、高抵抗構造体１１０の下面と基板Ｗとの距離が、例えば０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．２〜１ｍｍとなり、高抵抗構造体１１０が基板Ｗと水平となる位置で電極ホルダ（部材ホルダ）９４を停止させて液張りを完了する。

この時のめっき液の液量は、例えば１０ｃｃ〜１Ｌ、好ましくは５０〜１５０ｃｃであり、めっき液の吐出時間は、例えば０．１〜１０ｓｅｃ、好ましくは０．５〜１．５ｓｅｃである。また、めっき液の吐出を開始した後、基板ホルダ（部材ホルダ）９４の下降を開始するまでの時間は、例えば０．１〜１０ｓｅｃ、好ましくは０．５〜０．３ｓｅｃである。

これにより、高抵抗構造体１１０を下降させながら水平に戻すに従って、または単に高抵抗構造体１１０を下降させる従って、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０が対向する領域に位置する空気をめっき液（液体）によって一方向に徐々に押し出しながら、該領域にめっき液（液体）を供給することができ、これによっても、気泡の抜けを良くすることができる。

図２４は、本発明の他の実施の形態の電解めっき装置に適用した電解処理装置兼基板処理装置の断面を示す。この例は、表面を下向きにして基板Ｗを保持する、いわゆるフェースダウン方式を採用した電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）に適用したもので、この電解めっき装置は、表面（被めっき面）を下向きにして基板Ｗを該基板の周縁部を水密的にシールして保持するとともに、この基板Ｗに接触して給電するカソード（第１の電極）３００を有する基板保持部３０８と、内部にめっき液（液体）を保持するめっき液室（液体室）３０４を形成した上方に開放しためっき槽（水槽）３０６を有している。

めっき槽３０６の内部には、前述と同様な構成の高抵抗構造体３１０と、内部に上下に貫通する多数の通孔３１２ａを有するアノード（第２の電極）３１２がめっき液室３０４内に保持されるめっき液に浸漬されるように配置されている。更に、このめっき槽３０６には、めっき液室３０４内にめっき液を供給するめっき液供給管（液体供給管）３１４と、めっき液室３０４内のめっき液を排出するめっき液排出管（液体排出管）３１６がそれぞれ接続されている。また、高抵抗構造体３１０の上部内周面には、ここを電気的にシールドする、例えばゴム製のシールドリング３２４が装着されている。

更に、基板保持部３０８の側方に位置して、めっき位置において、基板保持部３０８で保持した基板Ｗと高抵抗構造体３１０が対向する領域に該高抵抗構造体３１０の側方からめっき液を注入するめっき液注入部（液体注入部）３１８が設けられている。つまり、この例にあっては、めっき液室３０４内にめっき液を供給して該めっき液をその液面が高抵抗構造体３１０の上面と一致するように保持させておき、この状態で基板保持部３０８を下降させて、この基板保持部３０８で保持した基板Ｗと高抵抗構造体３１０の上面（めっき液室３０４内に保持されためっき液の液面）との間に、めっき液注入部３１８からめっき液を注入し、これによって、高抵抗構造体３１０と基板Ｗとの間に新鮮で組成が調整されためっき液を満たして、基板Ｗの表面（下面）にめっきを施すようになっている。

この電解めっき装置を、例えば湿式エッチングや湿式洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光を行う基板処理装置として使用する場合には、めっき液の代わりに純水や液等の液体を用いて、この液体を液体室（めっき液室）３０４の内部に導入し、高抵抗構造体３１０の代わりに、所定のプロセスに用いられる部材を使用する。更に、めっき液注入部３１８を、基板Ｗと部材との間に純水や薬液などの液体を注入する液体注入部として使用する。

図２５は、本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置に適用した電解処理装置兼基板処理装置を示す。この電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）は、前記の図１乃至図１２（主に図１１）に示す実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）に下記の構成を付加したものである。

即ち、電極ホルダ（部材ホルダ）９４には、基板Ｗを挟んで対向する位置に位置して、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間に注入されためっき液を吸引するめっき液吸引部（液体吸引部）１３０がアノード９８及び高抵抗構造体１１０の側方に位置して設けられている。そして、めっき液タンク（液体タンク）１６（図１参照）には、内部に吐出側ポンプ１３２とフィルタ１３４を設置しためっき液供給ライン（液体供給ライン）１３６の一端が接続され、このめっき液供給ライン１３６の他端は、めっき液注入部（液体注入部）１０４に接続されている。更に、めっき液タンク１６には、内部に吸引側ポンプ１３８を設置しためっき液排出ライン（液体排出ライン）１４０の一端が接続され、このめっき液排出ライン１４０の他端はめっき液吸引部１３０に接続されている。これによって、ポンプ１３２，１３８の駆動に伴って、めっき液タンク１６内のめっき液が基板Ｗと高抵抗構造体１１０とが対向する領域に供給され、この基板Ｗと高抵抗構造体１１０とが対向する領域に供給されて基板Ｗとシール材９０で区画された領域に溜められためっき液が再びめっき液タンク１６に戻されるめっき液循環系（液体循環系）１４２が構成されている。

この電解めっき装置を、例えば湿式エッチングや湿式洗浄等の湿式プロセス、或いは液浸タイプの露光を行う基板処理装置として使用する場合には、めっき液の代わりに純水や液等の液体を用い、電極ホルダ９４を所定のプロセスに用いられる部材を保持する部材ホルダとして、めっき液吸引部１３０を液体吸引部として、めっき液供給ライン１３６を液体供給ラインとして、めっき液注入部１０４を液体注入部として、めっき液排出ライン１４０を液体排出ラインとして、めっき液循環系１４２を液体循環系としてそれぞれ使用する。

この例によれば、前述の実施の形態とほぼ同様に、基板保持部３６がめっき位置（湿式処理位置）Ｂ（図３参照）にある時に、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０との隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで電極ヘッド２８を下降させ、この状態で、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との領域にめっき液注入部（液体注入部）１０４からめっき液（液体）を注入して該領域をめっき液（液体）で満たしつつ基板Ｗとシール材９０で区画された領域にめっき液（液体）を溜め、このめっき液（液体）をめっき液吸引部（液体吸引部）１３０から吸引して、つまり図２６に示すように、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の領域を一方向に流れるめっき液（液体）で満たしながら、基板Ｗの表面（下面）にめっき（基板処理）を施す。

このように、この例によれば、高抵抗構造体１１０の内部に、絶縁体からなる電解液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設ける必要をなくして、基板Ｗの全表面に亘る電界分布をより均一にするとともに、めっき液を注入する際に、高抵抗構造体１１０で保持しためっき液が高抵抗構造体１１０から漏れてしまうことを防止することができる。更に、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０で挟まれた領域内に該高抵抗構造体１１０の側方からめっき液（液体）を注入して循環させ、基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間を常にめっき液（液体）が流れるようにすることで、例えば電解めっきを行うときに、めっき液流れが止まってめっき膜が成膜されないめっき欠陥の発生を防止し、しかも基板を必要に応じて回転させることで、基板Ｗの中心部と周縁部をめっき液（液体）がより均一な速度で流れるようにすることができる。

更に、この例では、前述のようにして循環させて使用されるめっき液（液体）中の溶存気体を除去する脱気装置が備えられている。すなわち、めっき液タンク（液体タンク）１６には、循環ポンプ１４１の駆動に伴ってめっき液タンク１６（液体タンク）内のめっき液（液体）を循環させる補助循環系路１４４が付設され、この補助循環系路１４４内に脱気装置１４６が設置されている。このように、脱気装置１４６で脱気した後のめっき液（液体）を循環させてめっき処理（基板処理）に使用することで、めっき液（液体）中の溶存気体がめっき液（液体）の注入に伴って気泡となってめっき液（液体）中に混入し、めっき液（液体）中に残ってしまうことを防止することができる。
なお、このことは、前述の各実施の形態における基板と高抵抗構造体の間に注入されてめっき処理に使用されるめっき液においても同様である。

ここで、前述と同様に、図２７（ａ）に示すように、めっき液供給管（液体供給管）１０２に接続される集合管２００と該集合管２００から分岐する複数の分岐管２０２でめっき液注入部（液体注入部）１０４（図１４参照）を、更に、同じ構成の複数の分岐管２０２ａでめっき液吸引部（液体吸引部）１３０をそれぞれ構成し、これらの分岐管２０２，２０２ａを、基板Ｗを挟んで互いに対向する位置に配置して、分岐管２０２から同時に噴出されるめっき液（液体）が基板Ｗの表面に沿って一方向に流れ分岐管２０２ａに吸引されて循環するようにしても良い。

また、図２７（ｂ）に示すように、電極ホルダ９４の下面に円周方向に延びるスリット形状の開口部９４ｂからなるめっき液注入部（液体注入部）１０４を、電極ホルダ９４の基板Ｗを挟んで互いに対向する位置に配置しスリット状の開口部９４ｄからなるめっき液吸引部（液体吸引部）１３０をそれぞれ設け、スリット状の開口部９４ｂから噴出されるめっき液（液体）が基板Ｗの表面に沿って一方向に流れスリット状の開口部９４ｄに吸引されて循環するようにしても良い。

図２８は、本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置に適用した電解処理装置兼基板処理装置を示す。この例は、前述の図２４に示す例と同様に、表面を下向きにして基板Ｗを保持する、いわゆるフェースダウン方式を採用し、更に前述の図２５に示す例と同様に、めっき液（液体）が基板Ｗと高抵抗構造体１１０との間の隙間を一方向に流れて循環する、いわゆる循環方式に採用したものである。つまり、この例は、図２４に示す電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）に、図２５に示す電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）に備えられているめっき液吸引部（液体吸引部）１３０を付加したものである。その他の構成は、図２４に示すものと同様である。

図２９は、本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置に適用した電解処理装置兼基板処理装置を示す。この例の図２８に示す例と異なる点は、高抵抗構造体を使用することなく、めっき液室３０４の上部に該上部の周縁部を一体に覆う中空円板状の遮蔽板３２０を配置した点にある。この例にあっては、めっき液室３０４内にめっき液（液体）を供給して該めっき液（液体）をその液面が遮蔽板３２０の上面がなす平面と一致するように保持させておき、この状態で基板保持部３０８を下降させて、この基板保持部３０８で保持した基板Ｗとめっき液（液体）の液面との間にめっき液注入部（液体注入部）３１８からめっき液（液体）を注入しこの基板Ｗとめっき液（液体）の液面との間に注入しためっき液（液体）をめっき液吸引部（液体吸引部）１３０で吸引し循環させることで、基板Ｗの表面（下面）にめっき（基板処理）を施すようになっている。

図３０は、本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置に適用した電解処理装置兼基板処理装置を示す。この例は、図２９に示す実施の形態における遮蔽板３２０の代わりに、円板状のメッシュ３２２をめっき液室３０４の上部に配置したものであり、その他の構成は、図２９に示すものと同様である。

図３１は、本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置に適用した電解処理装置兼基板処理装置を示す。この例は、いわゆるフェースダウン方式を採用し、更にめっき槽３０６内に、内部に貫通孔のない無垢の一枚板からなるアノード４１２を設置して、このアノード４１２と基板Ｗとの間に供給されるめっき液（液体）のみを使用してめっき処理（基板処理）を行うようにした例を示す。つまりこの例は、基板Ｗを保持した基板保持部３０８を所定の位置まで下降させ、この基板保持部３０８で保持した基板Ｗとアノード４１２との間にめっき液注入部（液体注入部）３１８からめっき液（液体）を注入しこの基板Ｗとアノード４１２との間に注入しためっき液（液体）をめっき液吸引部（液体吸引部）１３０で吸引し循環させることで、基板Ｗの表面（下面）にめっき（基板処理）を施すようになっている。

本発明の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）を備えた基板処理システムの全体を示す平面図である。 図１に示す電解めっき装置の平面図である。 図１に示す電解めっき装置の基板保持部及び電極部の拡大断面図である。 図１に示す電解めっき装置のプレコート・回収アームを示す正面図である。 図１に示す電解めっき装置の基板保持部の平面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 図５のＣ−Ｃ線断面図である。 図１に示す電解めっき装置の電極部の平面図である。 図８のＤ−Ｄ線断面図である。 図１に示す電解めっき装置の電極アーム部の平面図である。 図１に示す電解めっき装置の電極ヘッド及び基板保持部を概略的に示す電解めっき時における断面図である。 図１に示す電解めっき装置におけるめっき処理時の基板とシール材と電解液注入部（液体注入部）との位置関係を示す図である。 電極ヘッドのそれぞれ異なる変形例を示す図である。 電解液注入部（液体注入部）のそれぞれ異なる他の例を示す図である。 電解液注入部（液体注入部）のそれぞれ異なる更に他の例を示す図である。 電解液注入部（液体注入部）の更に他の例を示す図である。 めっき処理時の基板とシール材と電解液注入部（液体注入部）との位置関係のそれぞれ異なる他の例を示す図である。 （ａ）は電解液注入部（液体注入部）の更に他の例を示し、（ｂ）は（ａ）の電解液（液体）吐出のタイミングの説明に付する図である。 電解液注入部（液体注入部）のそれぞれ異なる更に他の例を示す図である。 電解液注入部（液体注入部）のそれぞれ異なる更に他の例を示す図である。 電解液注入部（液体注入部）の更に他の例を示す図である。 電解液注入部（液体注入部）の更に他の例を示す図である。 電極ホルダ（部材ホルダ）で保持された高抵抗構造体と基板保持部で保持された基板との間にめっき液（電解液）を注入する例を工程順に示す図である。 本発明の他の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）の要部の概要を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）の要部をめっき液（電解液）循環系（液体循環系）とともに示す図である。 図２５に示す電解めっき装置におけるめっき処理時の基板、シール材、電解液注入部（液体注入部）及び電解液吸引部（液体吸引部）の位置関係を示す図である。 めっき処理時の基板、シール材、電解液注入部（液体注入部）及び電解液吸引部（液体吸引部）の位置関係がそれぞれ異なる他の例を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）の要部の概要を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）の要部の概要を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）の要部の概要を示す図である。 本発明の更に他の実施の形態の電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）の要部の概要を示す図である。 めっき処理によって銅配線を形成する例を工程順に示す図である。

符号の説明

１０ ロード・アンロード部
１２ 電解めっき装置（電解処理装置兼基板処理装置）
１６ めっき液タンク（液体タンク）
１８ めっき液供給設備（液体供給設備）
２０ 基板処理部
２２ めっき液トレー
２８ 電極ヘッド
３０ 電極アーム部
３６，３０８ 基板保持部
３８ 電極部
４０ 飛散防止カップ
６８ 基板ステージ
７０ 支持腕
７６ チャック爪
８８，３００ カソード（第１の電極）
９０ シール材
９４ 電極ホルダ（部材ホルダ）
９４ａ 凹状部
９４ｂ，９４ｃ 開口部（めっき液注入部（液体注入部））
９４ｄ 開口部（めっき液吸引部（液体吸引部））
９８，３１２，４１２ アノード（第２の電極）
１０２ めっき液供給管
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，３１８ めっき液（電解液）注入部（液体注入部）
１０６ めっき液排出管（液体排出部）
１１０，３１０ 高抵抗構造体（部材）
１１２ シールドリング
１１４ 電源
１３０ めっき液（電解液）吸引部（液体吸引部）
１４２ めっき液循環系（液体循環系）
１４４ 補助循環系路
１４６ 脱気装置
２００ 集合管
２０２，２０２ａ 分岐管（めっき液注入部（液体注入部））
２０４ 逆止弁
２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ 多孔質材料
２１０ 空気噴出部
２１２ 空気吸引部
３０６ めっき槽
３１４ めっき液供給管（液体供給管）
３１６ めっき液排出管（液体排出管）
３２０ 遮蔽板
３２２ メッシュ

Claims (43)

1. 基板を保持する基板保持部と、
   基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、
   前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、
   前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極との間に配置される高抵抗構造体と、
   前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域内に該高抵抗構造体の側方から電解液を注入する電解液注入部と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置。
2. 前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部は、前記電極ホルダを貫通して設けられていることを特徴とする請求項１記載の電解処理装置。
3. 前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部は、前記電極ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電解処理装置。
4. 前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域に向けて空気を噴出する空気噴出部を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電解処理装置。
5. 前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域内を吸引する空気吸引部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解処理装置。
6. 前記高抵抗構造体は、上下動かつ傾動自在に構成され、前記高抵抗構造体を傾斜させ前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体とが最も近接する側から該基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域に電解液を注入しつつ該高抵抗構造体を下降させながら水平状態に戻すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解処理装置。
7. 前記高抵抗構造体は、水平に保持されて上下動自在に構成され、前記基板保持部で水平保持した基板と前記高抵抗構造体とが対向する領域に電解液を注入しつつ該高抵抗構造体を下降させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解処理装置。
8. 基板を保持する基板保持部と、
   基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、
   前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、
   前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を注入する電解液注入部と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置。
9. 前記電解液注入部から注入される電解液中の溶存気体を除去する脱気装置を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電解処理装置。
10. 前記電解液注入部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電解処理装置。
11. 前記電解液注入部に逆止弁を設置するか、または前記電解液注入部の内部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電解処理装置。
12. 前記電解液注入部は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電解処理装置。
13. 前記電解液注入部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の電解処理装置。
14. 前記基板保持部は回転自在に構成され、該基板保持部を基板と一体に回転させながら前記電解液注入部から電解液を注入することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の電解処理装置。
15. 前記電解液注入部に、タイミングをずらして電解液を送液する複数台の送液ポンプを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の電解処理装置。
16. 前記電解液注入部から電解液を０．１〜１０ｍ／ｓｅｃの線速度で注入し、５秒以内に液張りを完了することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の電解処理装置。
17. 基板を保持する基板保持部と、
    基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極との間に配置される高抵抗構造体と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記高抵抗構造体が対向する領域内に該高抵抗構造体の側方から電解液注入部で電解液を注入し該領域内に注入した電解液を前記高抵抗構造体の側方から電解液吸引部で吸引して循環させる電解液循環系と、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置。
18. 前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部と前記電解液吸引部の少なくとも一方は、前記電極ホルダを貫通して設けられていることを特徴とする請求項１７記載の電解処理装置。
19. 前記第２の電極と前記高抵抗構造体を保持する電極ホルダを有し、前記電解液注入部と前記電解液吸引部の少なくとも一方は、前記電極ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項１７記載の電解処理装置。
20. 基板を保持する基板保持部と、
    基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１の電極と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される第２の電極と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記第２の電極で挟まれた領域内に該基板の側方から電解液を電解液注入部で注入し該領域内に注入した電解液を基板の側方から電解液吸引部で吸引して循環させる電解液循環系と、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する電源を有することを特徴とする電解処理装置。
21. 前記電解液循環系には、循環する電解液中の溶存気体を除去する脱気装置が設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかに記載の電解処理装置。
22. 前記電解液注入部及び／または前記電解液吸引部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項１７乃至２１のいずれかに記載の電解処理装置。
23. 前記電解液注入部に逆止弁を設置するか、または前記電解液注入部の内部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれかに記載の電解処理装置。
24. 前記電解液注入部と前記電解液吸引部の少なくとも一方は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれかに記載の電解処理装置。
25. 前記電解液注入部と前記電解液吸引部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれかに記載の電解処理装置。
26. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域に向けて空気を噴出する空気噴出部及び／または該領域内を吸引する空気吸引部を有することを特徴とする基板処理装置。
27. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部とを有し、
    前記部材は、上下動かつ傾動自在に構成され、前記部材を傾斜させ前記基板保持部で保持した基板と前記部材とが最も近接する側から該基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域に液体を注入しつつ該部材を下降させながら水平状態に戻すことを特徴とする基板処理装置。
28. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部とを有し、
    前記部材は上下動自在に構成され、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域に液体を注入しつつ該部材を下降させることを特徴とする基板処理装置。
29. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、
    逆止弁を設置するか、または前記液体注入部の内部に多孔質材料が充填され、前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に該部材の側方から液体を注入する液体注入部を有することを特徴とする基板処理装置。
30. 前記部材を保持する部材ホルダを有し、前記液体注入部は、前記部材ホルダを貫通して設けられているか、または前記部材ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項２６乃至２９のいずれかに記載の基板処理装置。
31. 前記液体注入部から注入される液体中の溶存気体を除去する脱気装置を有することを特徴とする請求項２６乃至３０のいずれかに記載の基板処理装置。
32. 前記液体注入部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項２６乃至３１のいずれかに記載の基板処理装置。
33. 前記液体注入部は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項２６乃至３２のいずれかに記載の基板処理装置。
34. 前記液体注入部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項２６乃至３３のいずれかに記載の基板処理装置。
35. 前記基板保持部は回転自在に構成され、該基板保持部を基板と一体に回転させながら前記液体注入部から液体を注入することを特徴とする請求項２６乃至３４のいずれかに記載の基板処理装置。
36. 前記液体注入部に、タイミングをずらして液体を送液する複数台の送液ポンプを有することを特徴とする請求項２６乃至３５のいずれかに記載の基板処理装置。
37. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に該被処理面にほぼ平行に配置される部材と、
    前記基板保持部で保持した基板と前記部材が対向する領域内に、該部材の側方から液体注入部を通して液体を注入し該部材の側方から液体吸引部を通して吸引して循環させる液体循環系を有することを特徴とする基板処理装置。
38. 前記部材を保持する部材ホルダを有し、前記液体注入部と前記液体吸引部の少なくとも一方は、前記部材ホルダを貫通して設けられているか、または前記部材ホルダの側方に配置されていることを特徴とする請求項３７記載の基板処理装置。
39. 前記液体循環系には、循環する液体中の溶存気体を除去する脱気装置が設けられていることを特徴とする請求項３７または３８記載の基板処理装置。
40. 前記液体注入部及び／または前記液体吸引部は、先端部がノズル形状またはスリット形状に形成されていることを特徴とする請求項３７乃至３９のいずれかに記載の基板処理装置。
41. 前記液体注入部に逆止弁を設置するか、または前記液体注入部の内部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする請求項３７乃至４０のいずれかに記載の基板処理装置。
42. 前記液体注入部と前記液体吸引部の少なくとも一方は、基板保持部で保持する基板の周縁部の円周方向に沿った位置に複数設けられていることを特徴とする請求項３７乃至４１のいずれかに記載の基板処理装置。
43. 前記液体注入部と前記液体吸引部は、前記基板保持部で保持する基板を挟んで互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３７乃至４２のいずれかに記載の基
    板処理装置。